(57)【要約】【課題】銀イオンによる抗菌作用を十分に付与したプラスチックモールド品を提供しようとすると共に、該プラスチックモールド品に銀イオンによる抗菌作用を付与する方法を提供しようとすること。【解決手段】アンモニア水の中に、粒径０．０１μｍ以下の銀超微粒子と粒径０．１μｍ以下のセラミック微粒子を混入して、セラミック微粒子表面に銀超微粒子を付着保持せしめた溶液Ａと、水の中にイソプロピルアルコールと水溶性ウレタン樹脂を混和した溶液Ｂを混合せしめた後、直ちにこれを金型内に塗布した後、該金型内に溶融した温度摂氏３８０度以上のプラスチック成型材を射出し、該成型熱でプラスチック成型材とが接触した部分に銀超微粒子を含むセラミック微粒子をプラスチック成型品の表面に保持する抗菌薄膜層を合成形成することを特徴とする表面に抗菌作用を有するプラスチック成型品とその製造方法。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンモニア水の中に、粒径０．０１μｍ以下の銀超微粒子と粒径０．１μｍ以下のセラミック微粒子を混入して、セラミック微粒子表面に銀超微粒子を付着保持せしめた溶液Ａと、水の中にイソプロピルアルコールと水溶性ウレタン樹脂を混和した溶液Ｂを各々別個に用意し、
前記溶液Ａと溶液Ｂとを混合せしめた混合液Ｃを形成した後、直ちに該混合液Ｃを金型内のプラスチックが射出される必要部分表面に塗布して反応層を形成した後、該金型内に溶融した温度摂氏３８０度以上のプラスチック成型材を射出し、該成型熱で該反応層とプラスチック成型材とが接触した部分に銀超微粒子を含むセラミック微粒子をプラスチック成型品の表面に保持する抗菌薄膜層を合成形成することを特徴とする表面に抗菌作用を有するプラスチック成型品の製造方法。
【請求項２】
前記銀超微粒子は、酸化銀の超微粒子であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成型品の製造方法。
【請求項３】
前記銀超微粒子は、金属銀の超微粒子であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成型品の製造方法。
【請求項４】
表面に粒径０．０１μｍ以下の銀超微粒子を付着させた粒径０．１μｍ以下のセラミック微粒子の一部を表出させて、抗菌薄膜層によりプラスチック成型品の表面に前記セラミック微粒子を保持せしめたことを特徴とするプラスチック成型品。
【請求項５】
前記銀超微粒子は、酸化銀の超微粒子であることを特徴とする請求項４に記載のプラスチック成型品。
【請求項６】
前記銀超微粒子は、金属銀の超微粒子であることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成型品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、表面に抗菌作用を有する薄膜を形成したプラスチック成型品とその製法に関し、特に、銀の抗菌作用を利用した薄膜を表面に形成したプラスチック成型品とその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
古くから、銀イオンに抗菌作用があることは知られていたし、また、体内に入る量によっては、人体に悪影響を及ぼすことも分かっていた。しかし、銀イオンが、人体に及ぼす影響に関する研究は少なく、特に、銀イオンが食品を介して体内に侵入したときの銀イオンの量と人体に対する影響の関係が明らかになっていなかったが、近年になって、人体に対する銀の影響が少ないことが分かり、抗菌製品に用いられるようになってきた。例えば、銀イオンの抗菌作用をプラスチック成型品に適用するため、微粒子をプラスチック射出成型材料の中に混合し、製品を射出成型した技術もあったが、金型内を可塑化されたプラスチックが流れるときに、練り込まれた抗菌剤の表面に流動性のあるプラスチックが被覆するので、抗菌効果の減少及び抗菌性の不均一化が発生すると言う不都合があったため、実用化はされていない。
【０００３】
このような欠点を解消するため、銀材をプラスチック製品の表面に形成する技術として、例えば特開平０６−２４６７７３号公報に記載されていて公知である。この技術は、平均粒子径０．３μｍ以下の銀系無機抗菌剤微粒子、分散剤、及び有機溶媒を含む噴霧液組成物を、直径が１０〜３００μｍの範囲にある微細な液滴ができる２流体ノズルで樹脂成形用の型に予め噴霧塗布してから樹脂成形することにより、型の表面に付着した銀系無機抗菌剤微粒子を樹脂表面に転写せしめることを特徴とする抗菌性プラスチックの製造方法であるが、この技術は、金型内に噴霧するノズルの構成が２流体ノズルであるため、ノズル構造が複雑となるばかりか、噴霧液内に含まれる銀系無機抗菌剤微粒子の直径が０．３μｍと大きく、これよりも小さくすることが該発明においては極めて困難なため、この微粒子が溶液内で分離して、均等な銀イオンの噴射が出来ないという不都合があった。
【０００４】
また、このような不都合を解消するため、特開平０９−１００２０５号公報には、銀ゼオライト  ０．１〜５．０ｗｔ％に対して含水マグネシウム珪酸塩のセビオライト、又はスメクタイトを０．０５〜２．０ｗｔ％の割合で加えて混合することにより合成樹脂コート剤中に銀ゼオライトが均一分散してなる抗菌性合成樹脂コート剤を用いる技術が記載されているが、この技術は、銀系無機抗菌剤微粒子を合成樹脂内に混和させてコート剤を構成するため銀系無機抗菌剤微粒子が合成樹脂の中に混和されているためこれの表出が少なく、このコート剤がプラスチック製品の表面に完全な抗菌作用を付与した薄膜を形成することが出来なかった。
【特許文献１】特開平０６−２４６７７３号公報
【特許文献２】特開平０９−１００２０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような不都合を検討すると、整形時にコート剤に含まれるプラスチックが銀微粒子の表面を覆ってしまうため、プラスチック製品の表面に形成された抗菌膜の表面から完全に表出している銀微粒子の数が少ないことに原因することが分かった。
そこで、本発明は、上述のような従来の不都合を解消しようとするものである。そしてその目的は、銀イオンによる抗菌作用を十分に付与したプラスチックモールド品を提供しようとすると共に、該プラスチックモールド品に銀イオンによる抗菌作用を付与する方法を提供しようとする事にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上述の如き本発明の目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の発明は、アンモニア水の中に、粒径０．０１μｍ以下の銀超微粒子と粒径０．１μｍ以下のセラミック微粒子を混入して、セラミック微粒子表面に銀超微粒子を付着保持せしめた溶液Ａと、水の中にイソプロピルアルコールと水溶性ウレタン樹脂を混和した溶液Ｂを各々別個に用意し、前記溶液Ａと溶液Ｂとを混合せしめた混合液Ｃを形成した後、直ちに該混合液Ｃを金型内のプラスチックが射出される必要部分表面に塗布してを形成した後、該金型内に溶融した温度摂氏３８０度以上のプラスチック成型材を射出し、該成型熱でプラスチック成型材とが接触した部分に銀超微粒子を含むセラミック微粒子をプラスチック成型品の表面に保持する抗菌薄膜層を合成形成することを特徴とする表面に抗菌作用を有するプラスチック成型品の製造方法を提供する。
本願の請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明に加えて、前記銀超微粒子は、酸化銀の超微粒子であることを特徴とするプラスチック成型品の製造方法を提供する。
本願の請求項３に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明に加えて、前記銀超微粒子は、金属銀の超微粒子であることを特徴とするプラスチック成型品の製造方法を提供する。
本願の請求項４に記載の発明は、表面に粒径０．０１μｍ以下の銀超微粒子を付着させた粒径０．１μｍ以下のセラミック微粒子の一部を表出させて、抗菌薄膜層によりプラスチック成型品の表面に前記セラミック微粒子を保持せしめたことを特徴とするプラスチック成型品を提供する。
本願の請求項５に記載の発明は、前記請求項４に記載の発明に加えて、前記銀超微粒子は、酸化銀の超微粒子であることを特徴とするプラスチック成型品を提供する。
本願の請求項６に記載の発明は、前記請求項４に記載の発明に加えて、前記銀超微粒子は、金属銀の超微粒子であることを特徴とするプラスチック成型品を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に本発明の一実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
プラスチック成型体の表面で抗菌作用を果たす物質を銀として、本発明の実施の形態では、銀超微粒子を用いる。この銀超微粒子の直径は、７ｎｍと極めて小さいが、周知の化学的形成方法、たとえば、噴霧熱分解法などを用いれば、簡単に微粒子化を図ることが出来る。この銀超微粒子を用いてプラスチック製品の表面で効率よく抗菌作用を発揮させるため、本発明では、これをセラミック微粒子の表面に付着させたものをプラスチック製品の表面に付着させて、その銀超微粒子の表面が出来るだけ多く空気中に表出するように構成する。
【０００８】
まず、銀超微粒子のキャリアとなるセラミック微粒子を形成する。この発明の実施の形態では、セラミックスとして、ゼオライトを選び、このゼオライドを従来から用いられている粉砕機を用い、直径０．１ｍｍ程度のゼオライト粉末を作り出し、このゼオライト粉末を２つの空気流に乗せて双方の気流を交差させ、この２つの気流に含まれる粉末を相互に衝突させ、これらに衝撃を与えることによって簡単に微粒子化を図ることが出来、その微粒子の平均直径は０．１μｍ以下である。ゼオライト微粉末表面は、くるみ種、梅種の表面のように、多くのしわが形成されていて、その上多孔質であり、その表面積は、同一の直径を有する球体の表面積に比べて数十倍或いは数百倍あるとも言われている。
【０００９】
銀超微粒子を、ゼオライトからなるセラミック微粒子の表面に付着させるため、その銀超微粒子４グラムと等量のセラミック微粒子を１リットルのアンモニア水（２５％）に混入し、よく攪拌して均等に分散させておく。アンモニア水の中で、銀超微粒子は電離してカチオンであり、セラミック微粒子は、アニオンである。このため、粒径の大きいセラミック微粒子の表面に、銀超微粒子は極めて強固に付着する。
【００１０】
銀超微粒子を分散させた上記アンモニア水中のセラミック微粒子の表面に銀超微粒子を良く接触させて、より多くの銀超微粒子をその表面に付着させるため、その溶液をよく攪拌した後、この水溶液を真空チャンバーに入れ、チャンバー内の空気を抜いて、セラミック微粒子の割れ目の中に存在する空気をよく抜き取る。これを溶液Ａと称する。
【００１１】
他方、ウレタン樹脂１２０グラム、イソプロピルアルコール１００グラムを１リットルの水に溶解した溶液中に投入攪拌して、溶液Ｂを得る。
【００１２】
図１に示す周知の射出成形機を用意する。図１において、１，２は金型である。金型１は、金型２に対して、接合したり、離れたりする可動型である。そして、金型２には、成型品が完成したときに金型２に付着している成型品を剥離する分離器３が付属している。４はシリンダーである。シリンダー４の中には、原動機５により回転され、押し引きされるスクリュー６が移動自在に設けられている。７はホッパーであり、その中には、成型するプラスチック原料（プラスチックチップ）８が満たされている。９はスクリュー６によってホッパー７内からシリンダー４内に運ばれたプラスチック原料８を溶融するヒータである。
【００１３】
次に、本発明に係る、成型品の製法について説明する。
まず、上記で説明した溶液Ａと溶液Ｂとを混合して、スプレー溶液を形成した後、これを満たしたスプレー１０を用意する。このスプレー１０は、図２に示すように、開かれた金型１，２の間を上下動すると共に、吹き出し口すなわちノズル１１が左右方向に向きを変えることが出来るように構成されている。金型１，２を開いた状態で、該スプレー１０のノズル１１から噴霧状にしたスプレー溶液１２を金型１，２の面に吹き付けて液層１２’を形成する。このスプレー溶液１２の金型キャビティ内への吹きつけに際して、静電塗装の技術を応用すれば、金型の隅々までスプレー溶液１２の塗布を可能とする。なお、図３は、金型１，２の表面にスプレー溶液１２を吹き付けて、液層１２’を形成した状態を拡大して示した拡大断面図である。図３の中で２１は、キャリアーであるセラミック微粒子、２２は、銀超微粒子である。
【００１４】
この状態から、スプレー１０を金型１，２の間から引っ込め、金型１，２同士を強く合体させた後、シリンダー４から溶融したプラスチックを金型１，２内に形成されたキャビティー１３内に噴射する。この噴射により、金型表面に付着したスプレー溶液１２からなる液層１２’と、高温で溶融している射出されたプラスチック２３とが接触し、この時、液層１２’は、図４に示すごとく、プラスチック２３と接触して温度が高くなった側から、セラミック微粉末に含まれる銀超微粒子の触媒作用を得て、液層１２’は、ナッター・チーグラー法による重合反応を始め、プラスチック２３と接触している部分からアクリル樹脂からなる抗菌薄膜層２４が形成され、このアクリル樹脂が、スプレー溶液１２に含まれるセラミック微粉子２１のプラスチック表面への接着効果を果たし、これをその表面に旦持する。一方、金型表面に近い液層１２’は、金型表面に熱を奪われ、プラスチックと接触している部分よりも温度が上がらず、このため、上記のような重合反応は起こりにくい。
【００１５】
このような状態で、図４に示すように、十分にキャビティー１３内に溶融したプラスチック原料が満たされたならば、金型１，２が適当な温度になるまで冷却する。その後、図６に示すように金型１，２を開き、分離器３により完成品１４を金型１から分離する。この時、成型品の表面に付着しているスプレー溶液１２のうち、十分に重合しなかった表面部分は、外気に触れて蒸発し、このため、図７に示すように、プラスチック２７側に保持されているセラミック微粒子２１の上半分は形成された抗菌薄膜層２４は表出する。
【００１６】
図７，８は、完成した射出成型品の断面図を示す。＜ＢＲ＞
図７，８から分かるように、本発明を適用して成型された完成品１４は、芯部１５に、射出成形機から射出されたプラスチックのみの芯が形成され、その表面１６、裏面１７には、型１，２に噴霧により塗装され、表面に銀超微粒子が表出した抗菌層が完成品に形成される。
【００１７】
以上、本発明を上述の実施の形態により説明したが、モールド成型品は押し出し成型法の外に中空成型法や真空成型法などにも適用できる。銀超微粒子も金属の銀を用いることなく、酸化銀を超微粒子化したものを用いることも出来る。また、プラスチック成型品の芯部は発泡プラスチックにより形成してもよいなど、本発明の主旨の範囲内で種々の変形や応用が可能であり、これらの変形や応用を本発明の範囲から排除するものではない。
【００１８】
【発明の効果】
これまでに、本発明を詳細に説明したが、本願の請求項１に記載の発明は、プラスチック成型品において、該成型品の表出面の少なくとも一部に銀を含む抗菌薄膜層を形成したことを特徴とする抗菌作用を有するプラスチックモールド品を提供しているので、銀を含む抗菌薄膜層がプラスチック成型品の表面の必要部分にのみ形成されるので、抗菌薄膜層が常に表面に晒される事となり、抗菌作用が従来のものと比較して極めて顕著であると共にその効果に場所のむらがない。また従来のように抗菌薄膜層を形成する原料が少なくて済む。
本願の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に加えて、前記抗菌薄膜層は銀微粒子を抱合させたセラミック微粒子を含ませたので、セラミック微粒子が抗菌薄膜層を形成するプラスチックと極めてよく接着し、セラミック微粒子が抗菌薄膜層から剥がれ難く、抗菌作用が極めて長期に保持される。
本願の請求項３に記載の発明は、抗菌作用を有するプラスチックモールド品の製法において、金型のキャビティの必要部分に、予め銀を含む抗菌薄膜層を形成した後、該キャビティ内にプラスチック成型品を形成したとき、該抗菌薄膜層をプラスチック成型品の表面に転写することを特徴とする抗菌作用を有するプラスチックモールド品の製法を提供しているので、プラスチック成型品の表出面にのみ抗菌薄膜層を形成しやすく、また抗菌薄膜層を形成する材料も少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の射出成型機構を示す概念図である。
【図２】図２は、本発明の射出成型の工程を示す工程図である。
【図３】図３は、金型１，２の表面にスプレー液１２を吹き付けて、液層１２’を形成した状態を拡大して示した拡大断面図である。
【図４】図４は、金型１，２の表面にスプレー液１２を吹き付けて、液層１２’を形成した後、プラスチックを射出した状態を拡大して示した拡大断面図である。
【図５】図５、本発明の射出成型の工程を示す工程図である。
【図６】図６は、本発明の射出成型の工程を示す工程図である。
【図７】図７は、本発明に係る成型品の拡大断面図である。
【図８】図８は、本発明に係る成型品の断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・金型
２・・・・・金型
３・・・・・分離器
４・・・・・シリンダー
５・・・・・原動機
６・・・・・スクリュー
７・・・・・ホッパー
８・・・・・プラスチック原料
９・・・・・ヒータ
１０・・・・・スプレー
１１・・・・・ノズル
１２・・・・・スプレー溶液
１２’・・・・液層
１３・・・・・キャビティー
１４・・・・・完成品
１５・・・・・芯部
１６・・・・・表面
１７・・・・・裏面
２１・・・・・セラミック微粒子
２２・・・・・銀超微粒子
２３・・・・・プラスチック
２４・・・・・抗菌薄膜層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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